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高速离心机的工作原理及分类

发布时间:2022-07-21      点击次数:167

高速离心机属常规实验室离心机,广泛应用于生物,化学,医药等科研教育和生产部门 ,它利用转子高速旋转产生的强大离心力,分离液体与固体颗粒或液体混合物中各组分,适用于微量样品快速分离合成。

高速离心机速度的划分线:为10000~30000r/min,离心机转速≥10000r/min的称为高速离心机;转速<10000r/min的称为低速离心机。所以高速离心机的转速都是在10000r/min以上。

高速离心机基本原理:

当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的黏度有关。像红细胞大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小,扩散越严重。而沉降是相对的、有条件的、要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大,沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小,沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。

高速离心机和低速离心机的主要区别

离心机,根据工作量的大小,主要从转速和容量两个方面选择。下面详细介绍离心机的几个常识:

(1)转速:离心机根据最大转速的不同分为低速离心机(<1 0000 rpm/min),高速离心机(1 0000 rpm/min一30000 rpm/min),超高速离心机(>30000 rpm/min),每个离心机都有额定的最大转速,最大转速指的是在空载情况下的转速,但最大转速根据转子种类的不同、样品质量的大小而有差别。例如:一个离心机的额定转速是16000 rpm/min,说明在空载的时候转子每分钟旋转16000次,加上样品以后,转速肯定会小于16000 rpm/min。转子的不同,最大转速也不同(一台进口离心机可选配多个转子),水平转子可达到1 5000 rpm/min,但角转子大约能达到14000 rpm/min,具体的差别要详细咨询产品销售人员和生产厂的有关技术人员,所以在转速的选择上要慎重,所选择离心机的最大转速要高于目标转速。如:目标转速是16000 rpm/mIn,所选择离心机的最大转速必须高于16000 rpm/min。

(2)温度:有些样品(如蛋白质,细胞等)在高温环境下会破坏,这就要选择冷冻离心机,冷冻离心机都有额定的温度范围。离心机在高速运转的时候所产生热量和离心机的制冷系统平衡在一定温度(一般冷冻离心的样品需要保持在3℃~8℃),具体能达到多少也和转子有关,如一个离心机的额定温度范围为-10℃~60℃,装上水平转子在旋转的时候可以达到3℃左右,如果是角转子可能只到7℃左右.这一点也要详细咨询产品销售人员和生产厂的有关技术人员。

(3)容量:每次需要离心多少个样品管7每个样品管需要多少容量7这些因素决定一个离心机的总容量,简单的来说离心机的总容量=每个离心管的容量×离心管个数,总容量和工作量的大小是相匹配的。

(4)转子:离心机的转子主要分为两种,水平转子:运转时吊蓝处于水平状态,与转轴成直角,样品将沉淀集中于离心管的底部:角转子:离心容器与转轴成一固定角度,样品将沉淀集中于离心管底部及靠近底部的侧壁。如果希望分离的样品集中于离心管的底部就选择水平转子,如果希望样品集中于离心管的底部和靠近底部的侧壁上就要选择角转子。

还有一些特殊试验或特殊样本需要特殊的转子如:大容量吊篮(多用于血站)、酶标板转子、载玻片转子、PCR转子、试管架转子和毛细管转子等。转子都有固定的规格,它是和离心机的容量结合起来的,如36×5 ml的角转子,既决定了转子的类型也决定了离心机的容量,所以转子的选择非常重要。


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